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Die Erfindung betrifft einen Gemischbildner für Brennkraftmaschinen mit einer einen Hauptstrompfad
begrenzenden, über einen Teil ihrer Längserstreckung beheizten Rohrwandung und mit einer innerhalb dieser
befindlichen Mischkammer, die stromab von einem willkürlich betätigbaren Drosselorgan begrenzt ist, und
in deren stromauf befindlichen Teil eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung einmündet, wobei die Rohrwandung
stromab der Kraftstoffzuteüungseinrichtung als Heizwandung ausgebildet ist
Ein für eine gute Gemischaufbereitung erfolgendes Verdampfen von Kraftstoff kann bei vorgegebener
Kraftstoffqualität durch die physikalischen Größen Wärme und Druck beeinflußt werden. Die bei heutigen
Serienfahrz.'Ugen sehr häufig benutzte Wärmezufuhr
erfolgt durch Vorerwärmen der Ansaugluft oder durch Beheizen der Saugrohre. Das Vorerwärmen von
Ansaugluft soll vor allem eine durch die Luftfeuchtigkeit bedingte Eisbildung im Vergaser verhindern, führt
jedoch zu einer unverhältnismäßig starken Erhöhung der Ansauggemischiemperatur mit Jem Ergebnis einer
vergrößerten Klopf neigung und NOx-Emission des
Motors. Wegen des schlechten Wärmeübergangs von Luft auf Kraftstoff und des relativ schnell erfolgenden
Niederschiagens von flüijigem Kraftstoff auf die kalten
Wände der Mischkammer des Gemischbildners führt die Ansaugluft-Vorerwännung nur in unzureichendem
Maße zum Verdampfen des Kraftstoffes.
Um die mit einer Vorerwärmung des Kraftstoffes verbundenen Nachteile zu vermeiden, wird zum Zwecke
der Gemischaufbereitung in zunehmendem Maße entsprechend dem obigen Oberbegriff (DE-AS
22 62 770) ein Beheizen des Ansaugrohres vorgesehen, mit dem Ergebnis, daß der an der Rohrwand befindliche
flüssige Kraftstoffilm direkt erreicht wird und verdampfen kann. Die zunehmend höheren Anforderungen an
eine gute Gemischverteilung und an einen schnellen Gemischtransport können auch hiermit nur unzureichend
gelöst werden, da das Verdampfen des Kraft-Stoffs im Saugrohr erst stromab der Mischkammer im
Bereich oder kurz vor der Aufgabelung der zu den einzelnen Zylindern ffi.renden Ansaugkanäle erfolgt
und ein Vermischen des Ansauggemisches, bevor es verteilt wird, nur unvollständig möglich ist Außerdem
ergibt sich ein relativ langer Weg zwischen der Kraftstoffzuteilungsstelle im Gemischbildner bis zur
Kraftstoffverdampfungsstelle im Saugrohr, was zu einer von Kraftstoff benetzten großen Wandungsoberfläche
führt Der an der Wand niedergeschlagene Kraftstoff kann der Ansaugluftströmung nicht folgen, wodurch im
instationären Betriebszustand zeitliche Fehler in der Zusammensetzung des Ansauggemisches entstehen.
Ferner ändert sich der Druck an der Verdampfungsstelle im Saugrohr in weiten Grenzen in Abhängigkeit von
dem jeweiligen Betriebsdruck des Motors. Durch diese Veränderung des Saugrohrdruckes werden beim instationären
Betrieb fortlaufend auch die Randbedingungen für die Kraftstoffverdampfung verändert, wodurch
ebenfalls zeitliche Fehler in der Zusammensetzung des Ansauggemisches hervorgerufen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gemischbildner der im Oberbegriff
genannten Art unter Vermeidung der geschilderten Nachteile so auszubilden, daß sic.i eine einwandfreie
Gemischaufbereitung in Verbindung mit einer guten Gemischtransport- und Gemischverteilungsfähigkeit
ergibt
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Gemitehbüdner der genannten Art erfindungsgemäß
vorgeschlagen, daß sich die Heizwandung vom Bereich der Kraftstoffzuteüungseinrichtung bis etwa zum
Drosselorgan erstreckt und daß die Kraftstoffzuteilungseinrichtung den Kraftstoff auf die Heizwandung
leitet Damit erfolgt die verdampfende Gemischaufbereitung vor dem Saugrohr innerhalb der Mischkammer.
Das sich im Ansaugluftstrom befindliche Drosselorgan stellt bis zur Vollast eine Drosselstelle dar, an welcher
das Ansauggemisch sehr intensiv durchwirbelt wird, so daß an der Saugrohr-Aufgabelung des Ansaugstromes
zu den einzelnen Zylindern ein weitgehend homogenes Gemisch zur Verfügung steht Da das Ansauggemisch
bei Eintritt in das Saugrohr nahezu keine flüssigen Kraftstoffbestandteile mehr enthält, wird die Wandbenetzung
auf die Mischkammer beschränkt. Dort bewirkt die über die Heizwandung zugeführte Wärme ein
direktes Erwärmen und Verdampfen des Kraftstoff-Wandfilms auf kurzem Wege, ohne daß dadurch die
Temperatur des Ansauggemisches unzulässig angehoben wird. Wegen des schnellen und auf kurzem Wege
erfolgenden Verdampfens des Kraftstoff-Wandfilms ergeben sich im instationären Betrieb keine maßgeblichen
Zusammensetzungsfehler des Ansauggemisches. Außerdem schwankt der Druck in der Mischkammer
vor dem Drosselorgan in den verschiedenen Motorbetriebsbereichen nur unerheblich, wodurch sich auch die
Einflüsse des Druckes auf das Verdampfen des Kraitstoffes praktisch nicht mehr auswirken können.
Insgesamt ergibt sich mit relativ einfachen Mitteln eine ausgesprochen wirksame Gemischaufbereitung in Verbindung
mit einem guten Gemischtransport und einer guten Gemischverteüung.
Vorzugsweise i«t die Heizwandung als Wärmeaustauscher-Doppelwandung
mit einem Ringraum zum Führen von flüssigem und/oder gasförmigem Heizmedium,
wie von Motorkühlwasser und/oder -abgas, ausgebildet. Eine derartige Beheizung ist einfach und wegen des zur
Verfügung stehenden Heizmediums preiswert. Um jedoch bereits für d;e Kaltphase eine zufriedenstellende
üemischaufbereitung erreichen zu können, ist es bevorzugt, die Heizwandung zumindest innenseitig aus
• einem elektrischen Heizwiderstandsmaterial auszubilden.
Dabei kann die Heizwandung radial innerhalb des Ringraumes aus einem PTC-Material bestehen. Eine
derartige kombinierte Heizung hat den wesentlichen Vorteil, daß während aller Betriebszustände ein
wirksames Verdampfen von Kraftstoff erzielt werden kann, nämlich anfänglich mittels einer elektrischen
Beheizung und danach mittels einer Beheizung durch erwärmtes Kühlwasser und/oder Abgas. Im Falle einer
späteren Erwärmung mit Motorkühlwasser kann der Ringraum anfänglich entleert werden, so daß die
innenseitig elektrisch beheizte Heizwandung durch den umgebenden, flüssigkeitsfreien Ringraum thermisch
isoliert wird.
Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich dann, wenn die Kraftstoffzuteilungseinrichtung so ausgebildet
ist, daß sie den Kraftstoff in sehr kleinen Tröpfchen in weitgehend gleichmäßiger Umfanesverteilung auf die
Heizwandung leitet. Der dabei entstehende, sehr dünne und gleichmäßige Kraftstoff-Wandfilm kann auf kurzem
Wege schnell verdampft werden, so daß sich eine gute, gleichbleibende Gemischaufbereituhg auch im kritischen
Fall eines instationären Betriebs erzielen läßt.
Bei einer einfachen Ausführungsform weist die Kraftstoffzuteilungseinrichtung einen einem Kraftstoffaustritt
zugeordneten zentrischen Vorzerstäuber auf. Dieser sorgt dafür, daß der Kraftstoff in einem
ausreichenden Ausmaß und feinverteilt auf die Heizwandung geleitet wird. Ein derartiger Gemischbildner ist
besonders einfach, da er im Unterschied zu bekannten Gemischbildnern lediglich mit einer Beheizung der
Mischkammerwandung ausgebildet werden muß, was gegebenenfalls auch durch nachträgliches Herumlegen
eines Heizmantels um eine bestehende Mischkammerwandung erfolgen kann.
Besonders günstige Betriebsverhältnisse ergeben sich
dadurch, daß die Kraftstoffzuteilungseinrichtung vorzugsweise eine Zerstäuberdüse mit einem zentrischen
Kraftstoffaustritt, mit einem hierzu konzentrischen, am Düsenausgang einschnürend gedrosselten Ringspalt für
unter höherem Druck stehende Zerstäubungsluft und mit dementsprechend größen- sowie richtungsmäßig
unterschiedlichen Geschwindigkeitsvektoren von Kraftstoff sowie Zerstäubungsluft am Düsenausgang
aufweist. Dieses führt zu einer ausgesprochen wirksamen Zerstäubung des angelieferten Kraftstoffs mit dem
Ergebnis eines sehr feinen Kraftstoff-Wandfilms, der sich leicht und schnell mit vergleichsweise wenig
Energieaufwand verdampfen läßt. Dieses wiederum führt zu einer noch geringeren Erwärmung des
Ansauggemisches, zu einem Verdampfen des Kraftstoff-Wandfilms auf noch kürzerem Wege und demzufolge zu
einer weiter verbesserten Gemischverteilung sowie zu einem günstigeren Gemischtransport insbesondere im
instationären Betrieb. Hierbei ist es ferner bevorzugt, daß der Düsenausgang der Zerstäuberdüse etwa
zentrisch in der Mischkammer angeordnet ist und in Hauptströmungsrichtung weist Hierdurch läßt sich bei
günstigen Strömungsverhältnissen eine besonders gleichförmige Umfangsverteilung des Kraftstoffs erzielen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Kraftstoffjtuteihingseinrichtung einen Ringkanal
für ein ringförmiges Einleiten eines Vorgemisches in die Mischkammer auf. Dies hat den Vorteil, daß der
Kraftstoff beim Einleiten bereits ringförmig verteilt ist und somit einfacher in gleichförmiger Webe auf die
Heizwandung aufgebracht werden kann. Besonders einfache Bauverhältnisse ergeben sich dabei durch einen
in der Rohrwandung der Mischkammer ausgebildeten Ringkanal, da somit im unmittelbaren Strömungsquer-
s schnitt der Mischkammer keine Kraftstoffzuteilung erfolgen muß.
Vorzugsweise ist der Ringkanal mit mindestens einer Kraftstoff-Zuleitung und zumindest einer im Bereich
derselben tangential in den Ringkanal einmündenden
ίο Leitung für unter höherem Druckpotential stehende
Zusatzluft ausgestattet. Diese Maßnahme führt im Ringkanal zu einer rotierenden Strömung und somit zu
einer annähernd gleichmäßigen Verteilung des Vorgemisches über den Umfang des Ringkanals. Dies ist
ebenfalls für ein umfangsmäßig gleichförmig verteiltes Aufbringen des Kraftstoffs bzw. Vorgemischs auf die
Heizwandung der Mischkammer von Vorteil.
Das Austreten des Vorgemisches aus dem Ringkanal in die Mischkammer kann auf verschiedene Weise
erfolgen. Bei einer zweckmäßigen Ausfuhrungsform ist die radial innere Begrenzungswandung porös und für
das Vorgemisch durchlässig; sie besteht z. B. aus Sintermetall, über welches das Vorgemisch austreten
und in die Mischkammer gelangen kann. Statt dessen kann die Begrenzungswandung des Ringkanals einen
ringförmigen Vorgemisch-Austrittsspalt aufweisen. Auch Ist es möglich, den Ringkanal mit über den
Umfang gleichmäßig verteilten Vorgemisch-Austrittskanälen
zu versehen. Diese können von dem in die Rohrwandung der Mischkammer integrierten Ringkanal
in der Rohrwandung schräg zu einem stromab von dem Ringkanal befindlichen Vorgemisch-Mündungsbereich
verlaufen. Dabei können die Austrittskanäle in Vorgemisch-Austrittsöffnungen an der inneren Oberfläehe
der Rohrwandung münden. Noch bessere Betriebsverhältnisse bezüglich einer gleichmäßigen Kraftstoffverteilung
ergeben sich dann, wenn die Austrittskanäle vorzugsweise in eine sich in die Mischkammer öffnende
Vorgemisch-Ringnut der Rohrwandung münden. Die Ringnut ermöglicht ein gleichmäßiges Auftreten des
Kraftstoffs in die Mischkammer auch dann, wenn der Ringkanal eine nur relativ begrenzte Anzahl von
Austrittskanälen aufweist Besondere Vorteile ergeben sich in diesem Zusammenhang insbesondere dann, wenn
die Vorgemisch-Ringnut vorzugsweise zusätzlich einen in Strömungsrichtung verlaufenden Einstich aufweist.
Dieser ermöglicht in Verbindung mit der Ringnut ein praktisch vollkommen gleichförmiges Verteilen des
Vorgemisches über den Umfang der Mischkammer.
Bei einer bevorzugten und sich durch eine besonders einfache Bauform auszeichnenden Ausführungsform ist
der Ringkanal stromauf der Heizwandung angeordnet. Wenn der Ringkanal in die Mischkammerwandung
integriert ist, muß diese nur maximal doppelwandig ausgebildet sein, nämlich einerseits für den Ringkanal
und andererseits für den Ringraum der Heizwandung. Um jedoch ein Vorerwärmen des Vorgemisches bereits
im Ringraum und unmittelbar danach zu erzielen, kann es zweckmäßig sein, die Heizwandung so auszubilden,
daß ihr Ringraum den Ringkanal zumindest teilweise umgibt Das Verdampfen des Kraftstoff-Wandfilms in
der Mischkammer kann dabei auf noch kürzerem Wege erfolgen.
Im Falle eines Festlufttrichter-Vergasers wird es bevorzugt, daß der Ringkanal in einem sich verengenden
Venturi-Bereieh in der Rohrwzndang der Mischkammer
ausgebildet ist sowie in den engsten Mischkammerbereich mündet und von dem Ringraum der
Heizwand'jng umgeben wird. Hierdurch ergeben sich
eine optimale Raumausnutzung in dem ohnehin verengten Venturi-Bereich, ferner ein den Verdampfungsvorgang
fördernder Vorerwärmungsvorgang des Vorgemisches im Ringkanal und ein sehr günstiges
Absaugen des Vorgemischs aus dem Ringkanal mittels des im Venturi-Bereich vorliegenden Unterdrucks. Das
Austreten aus dem Ringkanal kann in der beschriebenen Weise Ober eine poröse Begrenzungswandung, einen
ringförmigen Austrittsspalt oder durch über den Umfang verteilte Öffnungen erfolgen.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Ringkanal radial innerhalb der
Heizwandung sowie dieser gegenüberliegend in einem Strömungskörper ausgebildet ist und außen in einen
diesen umgebenden, von angesaugter Luft durchströmten Luft-Ringspalt mündet. Auch hierbei wird das
Vorgemisch in einen an die Heizwandung unmittelbar angrenzenden Ringbereich geleitet und dort verdampft
bzw. mit der angesaugten Luft gemischt. Die Ausbildung als Strömungskörper gewährleistet eine einwandfreie
Luftströmung ohne unzulässige Staubildung. Da in dem Luft-Ringspalt nur ein geringer Luftanteil strömen muß,
der das Vorgemisch bzw. den verdampften Kraftstoff aus dem Luft-Ringspalt in die eigentliche Mischkammer
leitet, ist es zweckmäßig, daß der Strömungskörper radial innerhalb des Ringkanals einen großflächigen
zentralen Luftdurchgang aufweist. Günstige Verhältnisse ergeben sich auch dann, wer.n der dem Srömungskörper
gegenüberliegende Bereich der Heizwandung radial aufgeweitet ist. In diesem Fall kann der Strömungskörper
so ausgebildet werden, daß der Durchmesser des zentralen Durchgangs im wesentlichen dem Durchmesser
des stromab befindlichen Mischkammerbereichs entspricht und somit keine Stauwirkung auftritt. Im
übrigen hat der sich in den Luft-Ringspalt nach außen öffnende Ringkanal den wesentlichen Vorteil, daß die
Zentrifugalkraft die Kraftstoffanteile bevorzugt am äußeren Umfang konzentrieren und austreten läßt. Der
Kraftstoff bzw. das Vorgemisch gelangt dann auf kurzem Wege auf die Heizwandung.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß der Strömungskörper vorzerstäuberförmig
ausgebildet ist. Dadurch wird der freie Querschnitt des Ansaugstroms reduziert, wodurch sich im Austrittsbereich
des Ringkanals ähnliche Unterdruckverhältnisse wie bei Vergasern mit festem Lufttrichter ergeben. Statt
dessen ist es auch möglich, den zentralen Luftdurchgang des Strömungskörpers venturiförmig verengt auszubilden.
Auch hierbei ergeben sich günstige Unterdruckverhältnisse und ein über einen kurzen Weg erfolgendes
Leiten des Vorgemisches über den Luft-Ringspalt auf die Heizwandung, welche innenseitig gleichmäßig in den
Venturi-Bereich übergehen kann.
Bei einer anderen praktischen Ausführungsform ist die Kraftstoffzuteilungseinrichtung in Form einer
Einspritzdüse mit einem ringförmig kegeligen Spritzbereich ausgebildet Hierdurch kann gewährleistet werden,
daß der flüssige Kraftstoff in feinst verteilter Form nahezu vollständig auf die Heizwundung gelangt und ein
Benetzen eines unbeheizten Drosselorgans vermieden wird, das bei klappenförmiger Ausbildung eine gute
Durchwirbelung und Vermischung des Ansauggemisches an dieser Drosselstelle ermöglicht
Um einen noch wirksameren Verdampfungsvorgang zn erzielen, ist es ferner möglich, die Heizwandung
innenseitig aus einem Material mit guter Wärmeleitung und/oder mit in die Mischkammer ragenden Rippen
auszubilden. Die Rippen vergrößern die Oberfläche für die Wärmeübertragung an den Kraftstoff und die
Verweilzeit des Kraftstoffs an der Heizwandung. Sie können in Längs- und/oder in Querrichtung verlaufen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand zeichnerisch dargestellter \usführungsbeispielu näher erläutert. Es
zeigt
F i g. 1 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit einem Vorzerstäuber im Schnitt;
ίο Fig.2 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit
einer Zerstäuberdüse im Schnitt;
Fig. 3 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit einem der Kraftstoffzuteilung dienenden Ringkanal in
seiner Rohrwandung im Schnitt;
Fig.4den Ringkanal in einem schematischen Schnitt
längs der Linie IV-IV aus F i g. 3;
Fig.5 einen Vergaserabschnitt mit einem in der
Rohrwandung befindlichen Ringkanal, der mit einzelnen Austrittsöffnungen verbunden ist, im Schnitt;
F i g. 6 einen Vergaserabschnitt mit einem in der Rohrwandung befindlichen Ringkanal, der mit einer
umlaufenden Ringnut verbunden ist, im Schnitt;
F i g. 7 eine gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig.6 abgewandelte Ausführungsform mit einem mit
der Ringnut verbundenen Einstich und mit einer um den Ringkanal geführten Heizwandung;
Fig.8 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit
einem Ringkanal in einem Venturi-Bereich, im Schnitt; F i g. 9 einen Vergaserabschnitt mit einem Ringkanal
in einem Strömungskörper innerhalb eines durchmessererweiterten Mischkammer-Bereichs, im Schnitt;
F i g. 10 einen Vergaserabschnitt mit einem Ringkanal in einem vorzerstäuberförmigen Strömungskörper, im
Schnitt;
F i g. 11 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit
einem Ringkanal in einem venturiförmigen Strömungskörper, im Schnitt; und
Fig. 12 einen mischkammerbeheizten Vergaser mit
einer Einspritzdüse, im Schnitt.
Bei sämtlichen in den Fig. 1 bis 12 dargestellten
Vergaser- bzw.. Gemischbildner-Ausführungen umgibt eine Rohrwandung 2 eine Mischkammer 3, in deren
stromauf befindlichem Bereich eine noch näher zu beschreibende Kraftstoffzuteilungseinrichtung angeordnet
ist, und die stromab von einem Drosselorgan 4 begrenzt ist, welches im vorliegenden Fall als schwenkbare
Drosselklappe ausgebildet ist. Vom Bereich der Kraftstoffzuteilungseinrichtung bis etwa zum Drosselorgan
4 ist die Rohrwandung 2 des Gemischbildners als
5f> doppelwandige Heizwandung 8 ausgebildet, die über
Anschlüsse 12, 13 von einem Heizmedium, wie Motorkühlwasser oder Motorabgas, durchströmt werden
kann. Dadurch soll der von der Kraftstoffzuteilungseinrichtung innenseitig auf die Heizwandung 8
feinverteilt aufgebrachte Kraftstoff schnell und auf kurzem Wege innerhalb der Mischkammer 3 verdampft
werden. Das Drosselorgan 4 bildet bis zur vollständigen Öffnung eine Drosselstelle, an der das Ansauggemisch
mit dem verdampften Kraftstoff gründlich verwirbelt
eo wird. Die nachfolgend zu beschreibenden, verschiedenen
Ausführungsformen der F i g. 1 bis 12 unterscheiden sich fan wesentlichen durch eine unterschiedliche Art der
Kraftstoffzuteilung und durch hiermit zusammenhängende unterschiedliche Formen der Heizwandung 8.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 besitzt ein Gemischbildner 1 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
5, bei der einem zentralen Kraftstoffaustritt 6 ein zentrisch angeordneter Vorzerstäuber 7 zugeordnet ist
Der Kraftstoff wird in Abhängigkeit bestimmter Motorparameter, wie der Drehzahl und dem Drosselorganöffnungswinkel
oder dem Luftdurchsatz, in einer nicht dargestellten Einrichtung zugemessen und dem
Kraftstoffaustritt 6 zugeführt. Der im Vorzerstäuber 7 mit der Ansaugluft vermischte Kraftstoff gelangt in
kleineren Tröpfchen auf eine Innenwandung 9 der Heizwandung 8, deren von einer Außenwandung 10
begrenzte Ringraum 11 den Vorzerstäuber 7 umgibt und im Bereich des Drosselgangs 4 endet.
Die Ausführungsform nach F i g. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 1 im wesentlichen nur
dadurch, daß dieser Gemischbildner 14 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung 15 in Form einer Zerstäuberdüse
16 besitzt. Diese weist einen zentrischen Kraftstoffaustritt 17 und einen hierzu konzentrischen Ringspalt 18
auf, dem unter höherem Druckpotential stehende Zerstäubungsluft zugeführt wird. Die Zerstäubungsluft
wirrj im Rereich des DUsenausgangs radial einschnürend
gedrosselt, so daß durch die größen- sowie richtungsmäßig unterschiedlichen Geschwindigkeitsvektoren von
Kraftstoff sowie Zerstäubungsluft am Düsenausgang eine ausgesprochen wirksame Kräftstoffzerstäubung
auftritt. Die Zerstäuberdüse 16 ist zentrisch in der
Mischkammer 3 angeordnet und über nicht näher bezeichnete Versorgungsleitungen angeschlossen. Diese
durchsetzen die Rohrwandung 2, so daß bei dieser Ausführungsform die Heizwandung 8 einen Ringraum
19 aufweist, der die Zerstäuberdüse 16 nur im Bereich außerhalb der Versorgungsleitungen umgibt und im
übrigen bis etwa zu den Versorgungsleitungen verläuft.
Die Ausführungsform nach F i g. 3 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 praktisch nur
dadurch, daß dieser Gemischbildner 20 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung 21 mit einem stromauf der
Heizwandung 8 in der Rohrwandung 2 ausgebildeten Ringkanal 22 aufweist Gemäß dem Schnitt nach F i g. 4
münden in diesen Ringkanal 22 eine Kraftstoff-Zuleitung 23 und im Bereich derselben eine tangential an den
Ringkanal 22 angesetzte Leitung 24 für unter höherem Druckpotential stehende Zusatzluft Die tangential
einströmende Zusatzluft vermischt sich mit dem Kraftstoff, und es entsteht eine im Ringkanal 22
rotierende Strömung, die zu einer annähernd gleichmäßigen Verteilung des Vorgemischs über den Umfang des
Ringkanals 22 führt Im vorliegenden Fall besitzt der Ringkanal 22 eine poröse innere Begrenzungswand 25,
die beispielsweise aus Sintermetall besteht. Das gleichmäßig über den Umfang verteilte Vorgemisch
kann über diese Begrenzungswand 25 in die Mischkammer 3 austreten und auf die unmittelbar stromab
angrenzende Innenwandung 9 der Heizwandung 8 gelangen.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 besitzt ein
Gemischbildner 26 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung 27, deren Ringraum 22 im Unterschied zu der
Ausführungsform nach den Fig.3 und 4 über den
Umfang verteilte Vorgemisch-Austrittskanäle 28 aufweist, weiche in der Rohrwandung 2 schräg zu einem
stromab vom Ringkanal 22 befindlichen Vorgemisch-Mündungsbereich verlaufen. In diesem Mündungsbereich
enden die Austrittskanäle 28 in Ober den Umfang der Mischkammer 3 verteilten Vorgemisch-Austrittsöffnungen
29 unmittelbar stromauf der Heizwandung 8. Das Vorgemisch strömt über die Austrittskanäle 28 und
die Austrittsöffnungen 29 in die Mischkammer 3 und von dort auf die Innenwandung 9 der Heizwasdung 8.
Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen nach F i g. 5 praktisch nur dadurch, daß
dieser Gemischbüclner 30 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
31 aufweist, deren in der Rohrwandung 2 befindlicher Ringkanal 22 über Vorgemisch-Austrittskanäle
32, die den Vorgemisch-Austrittskanälen 28 gemäß F i g. 5 entsprechen, mit einer an der Innenseite der
Mischkammer 3 unmittelbar stromauf der Heizwandung 8 umlaufenden Vorgemisch-Ringnut 33 verbunden ist.
Diese öffnet sich in die Mischkammer 3 und ermöglicht
ίο im Vergleich zu der Ausftihrungsform nach F i g. 5 eine
über den Mischkammerumfang gleichmäßigere Vorgemischverteilung.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 besitzt der Gemischbildner 34 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
35, deren in der Rohrwandung 2 befindlicher Ringkanal 22 über Vorgemisch-Austrittskanäle 36, die den
Austrittskanälen 28 und 32 aus den Fig.5 und 6 entsprechen, mit einem umlaufenden Einstich 37 einer
umlaufenden Vorgemisch-Ringnut 38 verbunden ist, die der Vorgemisch-Ringnut 33 aus F i g. 6 entspricht. Der
Einstich 37 der sich in die Mischkammer 3 öffnenden Vorgemisch-Ringnut 38 ermöglicht eine über den
Mischkammerumfang noch gleichmäßigere Vorgemischverteilung. Bei der Ausführungsform nach F i g. 7
ist ferner ein Ringraum 39 der Heizwandung 8 im Unterschied zu den Ausführungsformen nach den
Fig.3 bis 6 im Bereich des in der Rohrwandung 2 ausgebildeten Ringkanals 22 radial aufgeweitet und um
diesen geführt. Hierdurch ergibt sich bereits ein Vorerwärmen des Vorgemisches im Ringkanal 22, so
daß ein noch schnelleres Verdampfen des Kraftstoffs auf der Innenwandung 9 der Heizwandung 8 erfolgen
kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig.8 besitzt ein
Gemischbildner 40 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung 41 mit einem Ringkanal 22, der in der zu einem
Venturi-Bereich 42 verengten Rohrwandung 2 ausgebildet ist und über einen ringförmigen Vorgemisch-Austrittsspalt
43 in etwa in den engsten Teil des Venturi-Bereichs 42 mündet Der Austrittsspalt 43 kann
auch durch eine poröse Begrenzungswandung wie bei der Ausführungsform nach F i g. 3 oder durc4·, umfangsmäßig
verteilte, einzelne Austrittsöffnungen ersetzt werden. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform
besitzt die Heizwandung 8 einen von einer Innenwandung 45 begrenzten Ringraum 46, der die Ringkammer
22 außen umgibt Die Innenwandung 45 ist gemäß F i g. 8 in Richtung zum Venturi-Bereich 42 eingeschnürt
ausgebildet, so daß ein gleichförmiger Übergang vom Venturi-Bereich 42 in den übrigen Teil der Mischkammer
3 erfolgt Diese kompakte Bauform ermöglicht im Bereich des stärksten Unterdrucks ein leichtes Ansaugen
des Vorgemischs aus dem Ringkanal 22.
Bei der Ausführungsform nach Fig.9 besitzt ein
GemiscKbildner 47 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung 48, deren Ringkanal 22 in einem Strömungskörper 50
ausgebildet ist und über einen am äußeren Umfang befindlichen, ringförmigen Vorgemisch-Austrittsspalt
49 m einen Luft-Rmgspalt 51 zwischen dem Strömungskörper
50 und einer Innenwandung 52 der Heizwandung 8 mündet Die Heizwandung besitzt somit einen
von einer Außenwandung 53 begrenzten und den Ringkanal 22 unter Abstand umgebenden Ringraum 54.
Der Vorgemisch-Austrittsspalt 49 kann selbstverständlieh
auch durch eine poröse Begrenzungswandung wie bei der Ausführungsform nach Fig.3 oder durch über
den Umfang verteilte, einzelne Anstrittsöffnungen ersetzt werden. Bei dem im Ringkanal 22 umlaufenden
Vorgeiiisch werden durch die Zentrifugalkraft die
Kraftstoffanteile bevorzugt am äußeren Umfang des Ringkanals 22 konzentriert, wodurch der Kraftstoff
beschleunigt hieraus austreten kann. Die über den Luft-Ringspalt 51 gelangende Ansaugluft sorgt dafür,
daß das Vorgemisch bzw. der von der Innenwandung 52 verdampfende Kraftstoff in Strömungsrichtung mitgenommen
wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Heizwandung 8 im Bereich des Strömungskörpers
50 radial aufgeweitet, so daß dieser einen großen zentralen Durchgang 55 haben kann, dessen Innendurchmesser
etwa dem Mischkammerdurchmesser entspricht. Es liegt somit keine Stauwirkung vor.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 besitzt ein Gemischbildner 56 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
57, deren Ringkammer 22 sich wie bei der Ausführungsform nach F i g. 9 über einen ringförmigen Vorgemisch-Austrittsspalt
49 nach außen in einen Luft-Ringspalt 51 öffnet. Der Ringkanal 22 befindet sich in einem
10 Heizwandung 8 auch hierbei eine Innenwandung 62, di j
in Richtung zum Venturi-Bereich bzw. zum zentralen Luftdurchgang 55 eingeschnürt ausgebildet ist und zum
Erzielen eines gleichförmigen Übergangs in die Inntnkontur des ringförmigen Strömungskörpers 61
führt. Die Heizwandung 8 besitzt ferner einen ebenfalls den Ringkanal 22 umgebenden Ringraum 63. Bei dieser
kompakten Bauform, bei der der Ringkanal 22 in dne Venturi-Düse integriert ist, gelangt ebenfalls das
Vorgemisch über den kurzen Weg des Luft-Ringspalts 51 auf die beheizte Innenwandung 62 und von dort in
verdampfter Form in die Mischkammer 3.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 besitzt ein Gemischbildner 64 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
55 in Form einer Einspritzdüse 66 mit einem ringförmig
kegeligen Spritzbereich 67. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Kraftstoff in feinverteilter Form praktisch
nur auf die Innenwandung 9 der Heizwandung 8 gelangt und eine Kraftstoffbenetzung des unbeheizten Drossel-
VUl f.^.1 dtaUi/bl ΙΙ.Ί HMg^Il Ulli;illUllgjnUI|/VI «W, WWI VlIlWII -v
großen zentralen Luftdurchgang 55 aufweist und unter Abstand voii der Heizwandung 8 umgeben ist.
Hierdurch wird in dem Ringkanal-Au'trittsbereich, der in der oben beschriebenen Weise auch andersartig
ausgebildet werden kann, ähnlich wie bei Vergasern mit festem Lufttrichter ein Unterdruck erzeugt, der ein
leichtes Austreten des Vorgemischs aus dem Ringkanal 22 ermöglicht.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 11 besitzt ein
Gemischbildner 59 eine Kraftstoffzuteilungseinrichtung
60, deren Ringkanal 22 sich wie bei den Ausführungsformen nach den Fig.9 und 10 über einen ringförmigen
Vorgemisch-Austrittsspalt 49 nach außen in einen Luft-Ringspalt 51 öffnet und in einem Strömungskörper
61 ausgebildet ist, dessen zentraler Luftdurchgang 55 eine venturiförmige Verengung aufweist. Ähnlich wie
bei der Ausführungsform nach F i g. 8 besitzt die KJi 50113 -
Abgesehen von den dargestellten und beschriebenen Ausführungs'formen lassen sich im Rahmen der
vorliegenden Erfindung zahlreiche Abwandlungen beispielsweise im Zusammenhang mit der Kraftstoffzuteilung
und der Detailgestaltung der Heizwandung 8 vornehmen. Auch sind beheizte Drosselorgane, die
Oberfläche der Innenwandung der Heizwandung 8 vergrößernde Maßnahmen, wie Rippen oder poröse
Oberflächenschichten, und im Strömungsquerschnitt der Mischkammer 3 befindliche Einbauten, wie unbeheizte
oder beheizte Gitter oder Lamellen, anzuwenden. Diese Maßnahmen begünstigen den Verdampfungsvorgang
des Kraftstoffs innerhalb der Mischkammer, um eine an dieser Stelle erfolgende einwandfreie Gemischaufbereitung
mit dem Ergebnis besserer Betriebsverhältnisse insbesondere im instationären Zustand zu
gewährleisten.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen